1、模块六 局部通风 课题一 局部通风方式、方法及适用条件 【任务描述】 在新建、扩建或生产矿井中，都需要开掘大量的井巷工程，以便准备开拓系统、新的采区及新的工作面。在掘进巷道时，为了稀释并排出掘进工作面涌出的有害气体及爆破后产生的炮烟和矿尘，创造良好的气候条件，保证人员的健康和安全，必须不断地对掘进工作面进行通风，这种通风称为掘进通风或局部通风。 从事掘进生产的职工，一定 要了解掘进通风方法，掌握局部通风的基本知识，会根据掘进工作面实际选择通风 方式。 【任务实施】 掘进通风方法按通风动力形式不同分为局部通风机通风、矿井全风压通风和引射器通风 3种。 一、局部通风机通风 局部通风机是井下局部地点
2、通风所用的通风设备。局部通风机通风是利用局部通风机作动力，用风筒导风把新鲜风流送入掘进工作面。局部通风机通风按其工作方式不同分为压人式、抽出式和混合式通风 3 种。 1 压入式通风 压人式通风如图 6-1 所示。局部通风机和启动装置安设在离掘进巷道口 10 m 以外的进风侧巷道中，局部通风机把新鲜风流经风筒送人掘进工作面，污风沿掘进巷道排出。风流从风筒出口形成的射 流属末端封闭的有限贴壁射流。气流贴着巷道壁射出风筒后，由于吸卷作用，射流断面逐渐扩大，直至射流的断面达到最大值，此段称作扩张段；然后，射流断面逐渐缩小，直至 为零，此段称收缩段 。风筒出口至射流反向的最远距离称为射流的有效射 程。
3、在有效射程以外的独头巷道会出现循环涡流区，为了有效地排出炮烟，风筒出口与工作面的距离应小于有效射程。 知识点 局部通风机通风 全风压通风及适用条件 引射器通风及适用条件 技能点 会根据掘进工作面实际选择通风方式 图 6-1 压入式通风 压入式通风的优点是局部通风机和启动装置都位于新鲜风流中，不易引起瓦斯和煤尘爆炸，安全性好 ； 风筒出口风流的有效射程长，排烟能力强，工作面通风时间短 ； 对风筒适应 性强，既可用硬质风筒，又可用柔性风筒。缺点是污风沿巷道排出，污染范围大，炮烟从掘进巷道排出的速度慢，需要的通风时间长。压入式局部通风适用于以排出瓦斯为主的煤巷、半煤岩巷掘进通风。规程规定，煤巷、半煤
4、岩巷和有瓦斯涌出的岩巷中掘进通风方式必须采用压入式。 晋城煤业集团井下各矿 巷道掘进 目前 大多 采用压入式通风。 2 抽出式通风 抽出式通风如图 6 2 所示。局部通风机安装在离掘进巷道口 10 m 以外的回风侧巷道中，新鲜风流沿掘进巷道流入工作面，污风经风筒由局部通风机抽出。抽出式通风，在风筒吸入口附近形成一股流入风 筒的风流，离风筒口越远风速越小，所以，只在距风筒口一定距离以内有吸入炮烟的作用，此段距离称为有效吸程 。 图 6-2 抽出式通风 在有效吸程以外的独头巷道循环涡流区，炮烟处于停滞状态。因此，抽出式通风风筒吸入口距工作面的距离应小于有效吸程，才能取得好的通风效果。 抽出式通风的
5、优点是污风经风筒排出，掘进巷道中为新鲜风流，劳动卫生条件好 ； 爆破时人员只需撒到安全距离即可，无需撤离整个掘进巷道，往返时间短 ； 而且所需排烟的巷道长度为工作面至风筒吸入口的长度，故排烟时间短，有利于提高掘进速度。其缺点是风筒吸入 口的有效吸程短，风筒吸风口距工作面距离远则通风效果不好，过近则爆破时易崩坏风筒，因污风由局部通风机抽出，一旦局部通风机产生火花，将有引起瓦斯、煤尘爆炸的危险，安全性差。在瓦斯矿井一般不使用抽出式通风。 3 混合式通风 混合式通风是同时采用压人式和抽出式联合工作。其中压入式向工作面供新风，抽出式从工作面排出污风。按局部通风机和风筒的布设位置不同分为长抽短压、长压短
6、抽和长压长抽 3 种。 1） 长抽短压其布置方式如图 6-3 所示。工作面污风由压人式风筒压人的新风予以冲淡和稀释，由抽出式风筒排出。抽出式风筒吸风口与 工作面的距离应小于污染物分布集中带长度，与压入式风机的吸风口距离应大于 10 m 以上 ； 为了保证风筒重叠段巷道内进入新鲜风流，抽出式风机的风量应大于压人式风机的风量 ； 压人式风筒的出口与工作面间的距离应在有效射程之内。若采用长抽短压通风时，其中抽出式风筒须用刚性风筒或带刚性骨架的可伸缩风筒。 2） 长压短抽其布置方式如图 6-4 所示。新鲜风流经压入式风筒送人工作面，工作面污风经抽出式通风除尘系统净化，被净化的风流沿巷道排出。抽出式风筒
7、吸风口与工 作面距离应小于有效吸程，对于综合机械化掘进，应尽可能靠近最大产尘点。压 人式风筒 出风口应超前抽出式风简出风口 10 m 以上，它与工作面的距离应不超过有效射程。压人式通风机的风量应大于抽出式通风机的风量。 图 6-3 长抽短压通风方式 图 6-4 长压短抽通风方式 混合式通风兼有抽出式与压人式通风的优点，通风效果好。主要缺点是增加了一套通 风设备，电能消花大，管理也比较复杂，降低了压入 式与抽出式两列风筒重叠段巷道内的风量。混合式通风适用于大断面、长距离掘进巷道中。煤巷、半煤岩巷的掘进如采用混合式通风时，必须制订安全措 施。但在瓦斯喷出区域或煤 (岩 )与瓦斯突出煤层、岩层中，
8、掘进通风方式不得采用混合式。 二、全风压通风 及适用条件 矿井全风压通风是直接利用矿井主通风机所造成的风压对掘进工作面进行的通风。借助风障和风筒等导风设施将新风引人工作面，并将污风排出掘进巷道。矿井全风压通风的形式有 ： 1 利用纵向风障导风 如图 6-5 所示，在掘进巷道中安设纵向风障，将巷道分隔成两部分，一侧进风，一 侧回风。选择风障材料的原则应是漏风小、经久耐用、便于取材。短巷道掘进时可用木板、帆布等材料，长巷道掘进时用砖、石和混凝土等材料。纵向风障 在矿山压力作用下将变形破坏，容易产生漏风。在矿井主要通风机正常运转，并有足够的全风压克服导风设施的阻力，全风压能连续供给掘进工作面风量，无
9、需附加局部通风机，管理方便，但其工程量大，有碍于运输。所以，只适用地质构造稳定、矿山压力较小、长度较短，瓦斯涌出量大，使用通风设备不安全或技术上不可行的局部地点大断面巷道掘进中。 图 6-5 风障导风 1-风障； 2-调节风 门 2 利用风筒导风 如图 6-6 所示，利用风筒将新鲜风流导人工作面，工作面污风由掘进巷道排出。为了使新鲜风流进入导风筒，应在风筒入口处的贯 穿风流巷道中设置风墙和调节风门。利用风筒导风法辅助工程量小，风筒安装、拆卸比较方便，通常适用于需 风量 不大的短巷掘进通风中。 图 6-6 风筒导风 1-风筒； 2-风墙； 3-调节风门 3 利用平行巷道 导 风 如图 6-7 所
10、示，当掘进巷道较长，利用纵向风障和风筒导风有困难时，可采用 2 条 （或 3 条）平行巷道通风。采用双巷掘进，在掘进主巷的同时，距主巷 10 20 m 平行掘进 1 条副巷 (或配风巷 )，主副巷之间每隔一定距离开掘 1 个联络眼，前 1 个联络眼贯通后，后 l 个联络眼便封闭上。利用主巷进风，副巷回风， 2 条巷道的独头部分， 可利用风筒或风障导风。 利用平行巷道通风，可以缩短独头巷道的长度，不用局部通风机就可保证较长巷道的风量，连续可靠，安全性好。因此，平行巷道通风适用于有瓦斯、冒顶和透水危险的长巷掘进，特别适用于在开拓布置上为满足运输、通风和行人需要而必须掘进 2 条并列的斜巷、平巷或上
11、下山的掘进中。 图 6-7 平行巷道导风 寺河矿掘进工作面均采用三巷或双巷平行掘进，双巷平行掘进采用“一进一回”通风系统 ，如图 6-8 所示 ；三巷平行掘进采用“两进一回”或“一进两回”通风系统 如图 6-9 和 6-10 所示 ，一般情况每隔 50 m 贯通一联 络横川，新的联络横川贯通后，在原联络横川构建通风设施，及时引进全风压。掘进独头巷道长度不超过 100 m，使用 2 30 KW 局部通风机供风，均实现了双风机双电源自动切换和“三专两闭锁”。 双巷掘进过程中，由于不断延伸全风压通风系统，需要加大全风压配风量来解决局部通风机入风口瓦斯问题（局部通风机吸风口瓦斯浓度不得超过 0.5 %
12、）。 双 巷或多巷平行掘进巷道风筒供风距离不超过 500 m，否则必须前移风机。前移风机要求三巷或双巷必 须齐头贯通（不存在独头巷道），使其形成全风压通风系统后，方可前移 风机。 新鲜风流 污风流局部通风机 图 6-8 双巷平行掘进通风系统示意图 采空区盘 区进风巷盘 区进风巷盘 区进风巷盘 区 回风巷盘 区 回 风巷进风巷回风巷进风巷FJ2 X 3 0 2 X 3 0FJFJ2 X 3 0FJ2 X 3 0FJ2 X 3 0 2 X 3 0FJ主进风巷主进风巷辅助进风巷回风巷回风巷三巷平行掘进巷道通风系统示意图( 两进一回)图 6-9 三巷平行掘进巷道通风系统示意图（两进一回） 进风巷 进风
13、巷 回风巷 采空区盘 区进风巷盘 区进风巷盘 区进风巷盘 区 回风巷盘 区 回 风巷FJ2X30回风巷进风巷FJ2X30 2X30FJFJ2X30FJ2X30FJ2X30回风巷主进风巷主进风巷辅助进风巷回风巷回风巷三巷平行掘进巷道通风系统示意图(一进两回)图 6-10 三巷平行掘进巷道通风系统示意图（一进两回） 4 钻孔导风 如图 6-11 所示，离地表或邻近水平较近处掘进长巷反眼或上山时，可用钻孔提前沟通掘进巷道，以便形成贯穿风流。为克服钻孔阻力，增大风量，可利用大直径钻孔或在钻 孔口安装风机。 图 6-11 钻孔导风 1 上山； 2 钻孔 三、引射器通风及适用条件 利用引射器产生的通风负压
14、，通过风筒导风的通风方法称为引射器通风。引 射 器通风一般采用压人式，其布置方式如图 6-12 所示。利用引射器通风的主要优点是无电气设备、无噪声。水力引射器通风还能起降温、降尘作用。在煤与瓦斯突出严重的煤层掘进时，用它代替局部通风机通风，设备简单，比较安全。缺点是供风量小，需要水源或压气。适用于需风量不大的短巷道掘进通风；在含尘量大、气温高的采掘机械附近，采取水力引射器与其他通风方法联合使用，形 成混合式通风。 图 6-12 引射器通风 1 风筒； 2 引射 器 ； 3 水管（或风管） 进风巷 回 风巷 回风巷 【思考与练习】 1 掘进通风方法按通风动力形式不同可分为哪几类？ 2 局部通风压
15、入式通风有哪些优 缺 点？ 3 局部通风抽出式通风有哪些优缺点？ 课题二 局部通风设备 【 任务描述 】 煤矿井下大部分瓦斯事故都是发生在掘进工作面。为了消除矿井中的大部分瓦斯事故，也为了实现以较少的设备投入 实现长距离的掘进通风，就必须加强对局部通风机通风的技术管理，从而减少风筒漏风、 降低风筒阻力，保证局部通风机安全可靠的运转。因此，从事矿井 通风工作的人员，必须熟悉局部通风机的结构性能、安装要求，了解局部通风机联合工作的应用条件及注意事项。 【 任务实施 】 井下局部地点通风所用的通风机称为局部通风机，掘进工作要求通风机体积小、风压高、效率高、噪声低、性能可调、坚固防爆 。 一、局部通风
16、机的种类及性能 l JBT 系列局部通风机 JBT 系列局部通风机是目前煤矿中广泛使用的局部通风机，其全风压效率只有 60% 70%，风量、风压偏低，噪声高达 103 118dB(A)，已逐渐被淘汰。 2 BKJ66-11 系列局部通风机 BKJ66-1 系列局部通风机其结构如图 6-13 所示。全系列通风机机号有 No.3.6、 No.4.0、 No.4.5、No.5.0、 No.5.6、 No.6.3 等 6 个规格，其性能特性曲线如图 6-14 所示。 知识点 局部通风机的种类及性能 局部通风机的联合工作 风筒种类及参数 安装要求 技能点 会操作局部通风设备，并能判断简单的故障 图 6-
17、13 JBT 系列局部通风机结构图 1 一前风筒； 2 一主风筒； 3 一叶轮； 4 一后风筒； 5 一滑架； 6 一电动机 图 6-14 BKJ66-11 型局部通风机性能曲线图 BKJ66-11 系列局部通风机的优点是 :效率高，最高效率达 90%，且高效区宽，比 JBT 系列局部通风机提高效率 15% 30%，耗电少。 3 对旋式局部通风机 我国生产的对旋式局部通风机有 FDB 系列、 FD 系列、 2BKJ 系列对旋式局部通风机，其特点是风机结构形式为矿用隔爆型、对旋、消声、轴流式。其主要由集流器、机壳、电动机、叶轮、消声器等部件组成，具有结构紧凑、噪声小、风压高、流量大、效率高、使用
18、安全可靠、维修方便等特点。根据用户需求，可做成双风机双电源、快拆快装结构，既可整机使用，又可分级使用，可满足不同距离的通风要求，从而减少能耗，确保掘进工程通风总能耗最低。图 6-15 是我国研制生产的 FD 系列对旋轴流式通风机结构 。 图 6-15 FD 系列低噪声对旋轴流局部通风机结构 1 一集流器 ； 2 一电机 ； 3 一机壳 ； 4- 级叶轮 ； 5- 级叶轮 ； 6 一扩散器 ； 7 一消音层 4 除尘器 为了提高掘进工作面除尘效果，尤其是综掘巷道除尘，应在掘进通风中配备专门的除尘设备。目前现场使用的除尘风机种类较多，原理各不相同。部分是利用矿尘料子的重力、惯性力、离心力、扩散粘附
19、力以及电磁力等，把矿尘捕集起来。 用于综合机械化掘进工作面的除尘器，德国 SRM-330 系列掘进机采用的是布袋过滤器 ； 而美国乔埃 11 系列掘进机用的是纤维层除尘器 ； 奥地 利 AM-50 系列掘进机采用文丘里除尘器和干式过滤器。 我国镇江煤矿专用设备厂生产的 SCF 系列湿式除尘机是由抽出式风机和除尘器两部分组成的，主要利用叶轮旋转所形成的负压将含尘空气吸人，在叶轮前面喷水雾化，使其形成尘雨，经过具有复杂结构的除尘器过滤除尘。该除尘器除尘效率高，对悬浮粉尘的除尘效率可达 99%，对呼吸性粉尘的除尘效率可达 94%。可配用带刚性骨架的可缩性风筒或金属风筒作抽出式局部通风机使用，也可与采
20、掘机械配套除尘。 晋城煤业集团 古 书 院 矿 2000 年 以来，为提高风量，增加风压，确保安全生产，逐步使用FBD-N06/2 15kw 或 FBD-N06/2 5.5 kw（重庆产）对旋轴流式局部通风机替代 28 kw 或 11 kw局部通风机，配用直径 600 mm（集团公司产）的正压风筒，多用在正常掘进的工作面，供风距离一般在 1000 m 以上；选用 FBD-N010/2 30 kw（重庆产 ，见第三章图 ）对旋轴流式局部通风机，配用直径 1000 mm（集团公司 宇光风筒长生产 ）的正压风筒，多用在大断面掘进的工作面，供风距离一般在 1000 m 以上。 赵庄矿在掘进过程中根据掘
21、进区域的瓦斯含量情况一般使用 2 30 KW 和 2 55 KW 的 两种风机，与其相匹配的是 800 mm 和 1000 mm 的风筒。在所有的掘进工作面都实现了双风机双电源闭锁切换。 长平公司王台和长平井区自 2008 年以来逐步采用 FCS 408ZZ 型（功率 37 KW）湿式振弦除尘风机，与其相匹配的是 800 mm 的风筒。 成庄矿 煤巷综掘工作面根据瓦斯涌出状况采用 2 30kw、 2 37kw、 2 55kw 大功率对旋式风机，风筒直径为 800 mm 和 1000 mm；炮掘工作面采用 2 15 kw、 2 30 kw、 2 37 kw 对旋式风机。所有掘进工作面均实现了双风
22、机双电源 及自动切换、风机 遥迅、“三专两闭锁”。 二、局部通风 机的联合工作 1 局部通风机的串联 当通风距离长 风筒阻力大， 1 台局部通风机风压不能保证掘进需风量时，可采用 2 台或多台局部通风机串联工作。串联方式有集中串联和间隔串联 2 种。若 2 台局部通风机之间仅用较短 (12 m)的铁质风筒连接称为集中串联，如图 6-16 所示 ； 若局部通风机分别布置在风筒的端部和中部，则称为间隔串联，如图 6-17 所示。 图 6-16 集中串联 图 6-17 间隔串联 局部通风机串联的布置方式不同 ，风筒的压力分布不同。集中串联的风筒全长均应处于正压状态，以防柔性风筒抽瘪。但靠近风机侧的风
23、筒承压较高，柔性风筒容易胀裂，且漏风较大。间隔串联的风筒承压较低，漏风较少。但 2 台局部通风机相距过远时，其连接风筒可能出现负压段，如图 6-18 所示 ，使柔性风筒抽瘪而不能正常通风。 图 6-18 风机间距过远 2 局部通风机并联 当风筒风阻不大，用 1 台局部通风机供风不足时，说明局部通风机本身供风量不足，而非风压过小，是局部通风机直径偏小所致，这时可采用 2 台或多台局部通风机集中并联工作，即 2 台或多台风机共同用一列 风筒。当一列风筒的风阻过大，集中并联供风仍然不足，也可以每台风机各自用独立的风筒向工作面供风。 局部通风机联合工作时，无论串联或关联，均应选用同型号风机，以防出现异
24、常工况。 三、风 筒的种类及参数 1 风筒的类型 掘进通风使用的风筒分硬质风筒和柔性风筒两类。 1） 硬质风筒 一般由厚度 2 3 mm 的铁板卷制而成，。铁风筒的优点是：坚固耐用，使用时间长，各种通风方式均可使用。缺点是成本高，易腐蚀，笨重，拆装、运不方便，在弯曲巷道中使用困难。铁风筒在煤矿中使用日渐减少。目前广泛使用一种玻璃钢风筒，其优点 是比铁风筒轻便质量仅为钢材的 1/4)，抗酸、碱腐蚀性强，摩擦阻力系数小，但成本高于铁风筒。 2） 柔性风筒 主要有帆布风筒、胶布风筒和人造革风筒等。常见的胶布风筒规格见表 6-1。柔性风筒的优点是轻便，拆装搬运容易，接头少。缺点是强度低，易损坏，使用时间短，且只能用于压入式通风。目前煤矿中采用压人式通风时均采用柔性风筒。
